數(shù)字視頻監(jiān)控的現(xiàn)實與展望

□文/修樹斌

數(shù)字視頻監(jiān)控的現(xiàn)實與展望

□文/修樹斌

項目概況

申蘇浙皖高速公路浙江段是上海至重慶高速公路的組成部分，起于浙蘇兩省交界處，沿途經(jīng)過南潯、織里、湖州、長興西、林城、泗安，止于浙皖交界處的界牌。路段分兩期實施，全長約88.2公里，于2004年6月正式施工，2010年10月一期與二期工程同步建成通車。

全路段設(shè)計時速120 公里/小時，在湖州設(shè)置監(jiān)控通信收費分中心，設(shè)浙蘇和浙皖2處省界主線收費站，設(shè)南潯、織里、湖州、長興西、林城、泗安6 處匝道收費站，共8 處收費站。

路段上視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行如下改造：

高流量和特殊路段實現(xiàn)全程視頻監(jiān)控:平均日主線流量高的路段或特殊路段，至少每2Km 設(shè)置一個攝像機，實現(xiàn)全程視頻監(jiān)控和監(jiān)控點密集覆蓋。

增加對高清視頻的支持：在收費廣場、互通立交、隧道口、擁堵易發(fā)點、事故易發(fā)點等特殊監(jiān)控點，更新改造的視頻監(jiān)控系統(tǒng)需支持在這些點接入高清攝像機，以滿足高畫質(zhì)、寬視場、長縱深的視頻監(jiān)控要求。

路段在湖州設(shè)一個無人值守分中心，在練市設(shè)區(qū)域監(jiān)控中心。區(qū)域監(jiān)控中心可以通過客戶端和電視墻實現(xiàn)視頻監(jiān)控。

視頻監(jiān)控的現(xiàn)實

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要用戶界面為業(yè)務(wù)管理客戶端，這個客戶端與以往的有所不同，可以連接4臺監(jiān)視器，實現(xiàn)“一機多屏”的觀看模式，4臺監(jiān)視器分別對應(yīng)電子地圖、主屏、電視墻和報警聯(lián)動視頻。主屏顯示客戶端的主工作界面，幾乎所有的操作控制都在這個界面里進行。電子地圖則以具體的方位來形象地列出相應(yīng)資源，方便調(diào)用。電視墻監(jiān)視器其實類似以前的主監(jiān)，當切換電視墻上的視頻時，相應(yīng)的視頻也會在這臺主監(jiān)上顯示出來。報警聯(lián)動視頻則是當發(fā)生報警時，設(shè)置的聯(lián)動視頻會自動在這個監(jiān)視器上顯示出來。

通過鼠標雙擊打開業(yè)務(wù)控制客戶端軟件時，首先進入的是登錄界面。這個界面除通常要求的用戶名、密碼和缺省或已配置好的服務(wù)器地址外，最主要的是可根據(jù)用戶的要求，配置背景圖，形成獨特的項目帶入感。

登錄進入客戶端后，可在界面上部看到兩層功能。上面一層包括資源、用戶、設(shè)備和關(guān)于，下面一層包括實時顯示、歷史回放、電視墻控制、告警管理、電子地圖和視頻檢測。

界面的左側(cè)是資源列表，就是列出所有的視頻資源。與眾不同的是，這里的資源列表包含兩棵資源樹：我的資源樹和默認資源樹。默認資源樹是所有用戶共享的資源樹，按缺省的方式組織所有視頻信號。我的資源樹則由用戶自己定義，可根據(jù)用戶實際應(yīng)用需要，重新組織資源樹，從而極大地方便使用。

無論哪棵資源樹，都能通過圖標方式明確表示出視頻信號是高清還是標清，可控還是不可控，當前是在線還是離線等。

下面對幾個主要功能的應(yīng)用情況進行簡單描述：

實時顯示

進入實時顯示界面就可以從資源列表中選擇相應(yīng)的視頻信號顯示。一般的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都有單切、組切和輪切幾種視頻切換功能，本系統(tǒng)也不例外，且支持最多100組組切，每組包含最多100個視頻信號。本系統(tǒng)也支持不同數(shù)量的視頻同時顯示，如4、9、16和25畫面等顯示方案，且支持以方案為單位的切換。實際操作時，如果以16畫面顯示，即同時調(diào)看16路實時視頻信號，切換顯示完全不同的另外16路視頻的顯示方案可在1秒內(nèi)完成。

在調(diào)看實時視頻時，可以且只能打開一路視頻的聲音，對可控前端進行實時控制。除通常的PTZ控制外，還支持雨刷、加熱和照明等控制，還支持最多10個預(yù)置位的設(shè)置和調(diào)用。對于雨刷控制，還特別支持多前端聯(lián)動控制方式，方便對前端進行清潔維護。

實時顯示還有一個特別功能，就是可以對剛觀察到的異常情況，可立即進行回看，而無需調(diào)度錄像進行回放的操作，這特別方便現(xiàn)場及時對異常情況進行確認。

歷史回放

歷史回放主要包含兩個部分：錄像的檢索和錄像的回放。

錄像檢索可以查找出指定視頻信號在特定時間內(nèi)的錄像，且以標尺的形式呈現(xiàn)。與以往不同，檢索的結(jié)果不再是一個個錄像文件，而是錄像在時間上的分布情況。

在進行錄像播放時，只需要將時間標尺上的錄像區(qū)域拖到播放指針處，就可從指針位置開始播放。為了精確定位錄像的播放或下載位置，可以將時間標尺展開，方便調(diào)節(jié)時間顯示的精度，精度最高時可以通過鼠標拖放達到秒級。

電視墻控制

電視墻控制是監(jiān)控中心重要的控制功能，其具體的操作功能與客戶端的實時顯示類似。

電視墻控制的特別之處是視頻不在客戶端顯示，但客戶端上可配置與電視墻完全一致的控制模板，甚至包括電視墻的背景。電視墻的控制通過將視頻信號拖放到控制模板對應(yīng)的監(jiān)視器上實現(xiàn)。

為了方便不同場景的應(yīng)用，電視墻控制支持一次完成整個電視墻的切換，并稱之為預(yù)案切換，類似實時顯示中的預(yù)案切換。不同的是，電視墻的預(yù)案可以改變電視墻上拼接屏的顯示方式，也即業(yè)務(wù)控制客戶端同時也能對拼接屏進行控制。

告警管理

告警管理除有通常告警相關(guān)的基本信息，和確認、清除等處警操作外，還支持與視頻信號的聯(lián)動，即當發(fā)生一個具體的告警時，會自動調(diào)出與之相關(guān)的實時視頻信號，顯示在指定的監(jiān)視器上，方便直觀了解告警的具體情況。當沒有指定的監(jiān)視器時，還可彈出告警實時彈窗，該彈窗就是一個處警工作臺，能完成所有處警操作，同時也能顯示和控制與該告警聯(lián)動的視頻信號。

電子地圖

打開電子地圖，本路段全貌呈現(xiàn)出來，同時能看到視頻監(jiān)控的前端布設(shè)點位及告警配置信息等。通過視頻信號名稱或地理位置可以查找到相應(yīng)的視頻信號，可以在電子地圖上進行告警處理等。

視頻檢測

本系統(tǒng)的視頻檢測實際是對視頻信號的質(zhì)量進行診斷，自動發(fā)現(xiàn)視頻信號存在的問題，發(fā)出告警，以使系統(tǒng)得到及時的維護，確保視頻信號良好。

系統(tǒng)還可對診斷結(jié)果進行統(tǒng)計分析，根據(jù)出現(xiàn)異常情況的規(guī)律，對視頻質(zhì)量做出適當?shù)念A(yù)測，可據(jù)此對系統(tǒng)進行提前檢查和處理，確保系統(tǒng)正常運行。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的展望

從前面的操作體驗中可以看出，本系統(tǒng)已具備視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，同時還提供了一些方便實用的新功能，完全滿足高速公路視頻監(jiān)控和收費稽查的要求。然而，隨著技術(shù)的不斷進步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)該向行業(yè)化、智能化進一步發(fā)展。未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該在以下幾方面進行創(chuàng)新改進：

系統(tǒng)應(yīng)更具有行業(yè)特點。

高速公路視頻監(jiān)控的主要場合不外乎外場道路沿線、隧道和收費站，近期逐漸將服務(wù)區(qū)也納入監(jiān)控范圍，治超點等特殊場合也有可能進入監(jiān)控范圍內(nèi)。高速公路的每個監(jiān)控場合各有其不同特點，有不同的運營要求，因此對視頻監(jiān)控的要求也各不相同。理解了這些行業(yè)要求，就有可能提供更方便的操作模式，更直觀全面的監(jiān)視效果。

系統(tǒng)應(yīng)更具智能化

目前高速公路行業(yè)也在深受“互聯(lián)網(wǎng)+”的影響，各種先進技術(shù)和創(chuàng)新理念紛紛涌入，云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)已為大家熟知。因此，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)充分利用云平臺靈活的資源配置來利用好既有的資源，并提高系統(tǒng)的可擴展性。另外，云平臺也為大數(shù)據(jù)分析提供了海量資源的準備。部分攝像機已具有一定的數(shù)據(jù)分析能力，如進行車牌識別等，但攝像機的主要計算資源都集中于視頻的壓縮編碼和視頻信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?，特別將來采用H.265壓縮算法，其運算量是當前H.264算法的3倍左右，要真正做好視頻的壓縮編碼和網(wǎng)絡(luò)傳輸，就不可能有太多的資源用于視頻信號的分析處理了。從廣電的視頻質(zhì)量可以看到攝像機的視頻壓縮處理還有很大的提升空間，而從每臺IPC都只能支持3個左右的碼流并發(fā)輸出可以看出網(wǎng)絡(luò)接口沒有得到充分利用。此外，在攝像機前端實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析僅僅只孤立的利用了一臺攝像機采集到的數(shù)據(jù)，無法利用全系統(tǒng)內(nèi)不同設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進行綜合分析。由此可以看出，后臺進行視頻的集中分析處理會成為一種必然的選擇，這種方式一方面增加了分析處理的靈活性，即要對哪些視頻信號進行分析，針對哪些事件或?qū)傩赃M行分析等，另一方面可通過簡單的后臺升級來采用更先進的大數(shù)據(jù)分析方法，提高分析的效率和準確率。

系統(tǒng)應(yīng)更便于運維

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，讓原來的矩陣+鍵盤的簡單系統(tǒng)變成了由前端攝像機+IP網(wǎng)絡(luò)+后端存儲和軟件管理平臺等構(gòu)成的復雜系統(tǒng)，通過軟件的整合，屏蔽了大量的硬件信息，從而提供了一個友好的業(yè)務(wù)管理界面，也就是更便于應(yīng)用。然而，這樣的復雜系統(tǒng)對系統(tǒng)的運維提出了很高的要求，原來的系統(tǒng)管理員很難對系統(tǒng)進行有效的管理和維護，很多時候都得由廠家來主導，可見提高系統(tǒng)的運維管理特性的重要性。

結(jié)束語

通過對申蘇浙皖高速公路上視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實際操作體驗，感受到了技術(shù)進步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的人機界面已遠較以前的鍵盤友好，且能提供更豐富的功能和更全面的信息呈現(xiàn)。但系統(tǒng)變得更復雜，提供的大多是通用的功能，尚未廣泛采用當前最新的技術(shù)，說明視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍有廣闊的提升發(fā)展空間。

作者單位：浙江省交通投資集團有限公司申嘉湖杭分公司